DE102017208392A1

DE102017208392A1 - Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug während eines Ladevorgangs sowie Ladevorrichtung und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017208392A1
Application number: DE102017208392.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dünsbier
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2037-05-19
Also published as: DE102017208392B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2) während eines Ladevorgangs. Bei dem Verfahren wird Netzstrom aus einem Stromnetz von der Ladevorrichtung (1) aufgenommen und eine Frequenz des Netzstroms mittels einer Frequenzerfassungseinrichtung (4) erfasst. Des Weiteren überträgt die Ladevorrichtung (1) aus dem Netzstrom resultierenden Ladestrom an einen Energiespeicher (3) des Kraftfahrzeugs (2) mit einer Ladeleistung, um den Energiespeicher (3) mit dem Ladestrom aufzuladen. Darüber hinaus wird die Ladeleistung mittels einer Steuereinrichtung (5) der Ladevorrichtung (1) in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz eingestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug während eines Ladevorgangs, eine Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
Aus der DE 10 2009 046 422 A1 ist eine derartige Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge mit einer eingangsseitig über eine Anschlussstelle an ein Wechselstromnetz anschließbaren Netzladestufe und mit mindestens einem ausgangsseitigen Ladeanschluss, der zeitweilig mit einem Fahrzeugakkumulator verbindbar ist, bekannt. Zum Betreiben der Ladevorrichtung während eines Ladevorgangs wird Netzstrom aus einem Stromnetz von der Ladevorrichtung aufgenommen, insbesondere wird Netzstrom aus einem Wechselstromnetz aufgenommen. Des Weiteren wird eine Frequenz des Netzstroms mittels einer Frequenzerfassungseinrichtung erfasst. Überdies überträgt die Ladevorrichtung aus dem Netzstrom resultierenden Ladestrom an einen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs mit einer Ladeleistung, um den Energiespeicher mit dem Ladestrom aufzuladen. Dabei ist unter dem aus dem Netzstrom resultierenden Ladestrom beispielsweise zu verstehen, dass der Netzstrom von der Ladevorrichtung in Ladestrom umgewandelt wird.
Darüber hinaus ist aus der DE 10 2010 049 021 A1 ein dezentrales System mit einer Ladestation, einem Energiespeicher und zumindest einem elektrischen Verbraucher bekannt. Hierbei ist dem dezentralen System elektrische Leistung aus einem Wechselstromnetz zuführbar. Darüber hinaus ist bei Bedarf in dem dezentralen System erzeugte oder gespeicherte Energie über eine Rückspeiseinheit in ein mit dem dezentralen System verbundenes Wechselstromnetz rückspeisbar ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug während eines Ladevorgangs, eine Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen ein Stromnetz besonders vorteilhaft stabilisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug während eines Ladevorgangs, durch eine Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Zur Schaffung eines Verfahrens zum Betreiben einer Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug während eines Ladevorgangs der eingangs genannten Art, mittels welchem ein Stromnetz besonders vorteilhaft stabilisierbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ladeleistung mittels einer Steuereinrichtung der Ladevorrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz eingestellt wird. Mit anderen Worten wird mittels der Frequenzerfassungseinrichtung die Frequenz des Netzstroms erfasst und in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz die Ladeleistung angepasst. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass das Stromnetz durch die an die Frequenz angepasste Ladeleistung stabilisiert wird. Beispielsweise handelt es sich bei der Ladevorrichtung um eine stationäre Ladevorrichtung wie beispielsweise eine Ladesäule oder eine Ladestation. Alternativ kann es sich bei der Ladevorrichtung um einen Bestandteil des Kraftfahrzeugs handeln.
Vorzugsweise wird die Ladeleistung graduell an die Frequenz angepasst. Mit anderen Worten wird die Ladeleistung mehrmals während des Ladevorgangs an die Frequenz angepasst. Das bedeutet, dass während des Ladevorgangs mehrmals die Frequenz des Netzstroms mittels der Frequenzerfassungseinrichtung erfasst wird und beispielsweise nach jeder Erfassung der Frequenz die Ladeleistung entsprechend der ermittelten Frequenz eingestellt wird. Vorteilhafterweise wird die Ladeleistung somit wiederholt und insbesondere zeitnah an die jeweilige Frequenz des Netzstroms angepasst. Die Ladeleistung kann somit an Veränderungen der Frequenz des Netzstroms angepasst werden.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn bei einer ersten erfassten Frequenz eine erste Ladeleistung eingestellt wird und bei einer im Vergleich zur ersten erfassten Frequenz niedrigeren zweiten erfassten Frequenz eine im Vergleich zur ersten Ladeleistung niedrigere zweite Ladeleistung an das Kraftfahrzeug übertragen wird. Das bedeutet beispielsweise, dass die Ladeleistung direkt proportional zur Frequenz beziehungsweise direkt proportional zu einer Änderung der Frequenz eingestellt wird. Wird bei der Ermittlung der Frequenz festgestellt, dass im Stromnetz eine Überfrequenz herrscht, das bedeutet, dass die erfasste Frequenz wenigstens 0,2 Hertz oberhalb von einem Idealwert von 50 Hertz liegt, so wird mittels der Steuereinrichtung eine entsprechende Ladeleistung, beispielsweise die erste Ladeleistung eingestellt. Bei der Erfassung einer Unterfrequenz im Stromnetz mittels der Frequenzerfassungseinrichtung, worunter eine Frequenz von wenigstens 0,2 Hertz unterhalb des Idealwerts von 50 Hertz zu verstehen ist, wird die im Vergleich zur ersten Ladeleistung niedrigere zweite Ladeleistung an das Kraftfahrzeug übertragen. Folglich kann vorteilhafterweise bei der Überfrequenz und der Unterfrequenz im Stromnetz mittels der Ladeleistung, welche jeweils an die ermittelte Frequenz angepasst wird, das Stromnetz stabilisiert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine durch einen Nutzer bewirkte Eingabe erfasst wird, wobei die von der erfassten Frequenz abhängende Einstellung der Ladeleistung in Abhängigkeit von der Eingabe aktiviert oder deaktiviert wird. Mittels der Eingabe kann der Nutzer somit die von der erfassten Frequenz abhängende Einstellung der Ladeleistung aktivieren und später deaktivieren. Vorteilhafterweise kann somit der Nutzer mittels seiner Eingabe entscheiden, ob die Ladeleistung der Ladevorrichtung während des Ladevorgangs an die ermittelte Frequenz angepasst werden soll oder ob die Ladeleistung unabhängig von der ermittelten Frequenz eingestellt werden soll. Beispielsweise wird die Eingabe mittels einer Erfassungseinrichtung der Ladevorrichtung oder des Kraftfahrzeugs empfangen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ladeleistung von der Steuereinrichtung innerhalb eines definierten Grenzbereichs eingestellt wird. Mit anderen Worten variiert die mittels der Steuereinrichtung eingestellte Ladeleistung innerhalb des definierten Grenzbereichs. Beispielsweise variiert die Ladeleistung zwischen 14 Kilowatt Ladeleistung und 22 Kilowatt Ladeleistung. Dies ermöglicht, dass sowohl eine Mindestladeleistung, beispielsweise 14 Kilowatt Ladeleistung, als auch eine Maximalladeleistung, beispielsweise 22 Kilowatt Ladeleistung, gewährleistet werden kann, sodass beispielsweise eine Dauer des Ladevorgangs abgeschätzt werden kann. Darüber hinaus kann gewährleistet werden, dass keine zu hohe Ladeleistung auftritt, sodass einer Beschädigung des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vorgebeugt werden kann.
Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Steuereinrichtung von einer externen Recheneinrichtung eine Information bezüglich des Netzstroms und/oder des Stromnetzes empfängt. Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung von der externen Recheneinrichtung die Information, welche beispielsweise eine Ermittlung eines zukünftigen Betriebszustands des Stromnetzes und/oder des Netzstroms ermöglicht, umfassen. Beispielsweise handelt es sich bei der Information um eine Information bezüglich einer Anzahl an mit dem Stromnetz verbundenen Ladevorrichtungen, welche dazu geeignet sind, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen und/oder um eine Information bezüglich eines Zu- oder Abschaltens eines Kraftwerks. Somit kann die Steuereinrichtung die ermittelte Frequenz beispielsweise im Zusammenhang mit der Information überwachen und somit beispielsweise eine Plausibilität der ermittelten Frequenz überprüfen.
In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Ladeleistung in Abhängigkeit von der Information eingestellt wird. Vorteilhafterweise kann die Steuereinrichtung die Ladeleistung folglich sowohl in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz als auch in Abhängigkeit von der Information einstellen. Die Ladeleistung kann somit besonders genau auf einen aktuellen und/oder zukünftigen Zustand des Stromnetzes eingestellt werden, sodass dieses besonders verlässlich stabilisiert werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, mit einer Netzanschlusseinrichtung, mittels welcher Netzstrom aus einem Stromnetz aufnehmbar ist. Des Weiteren umfasst die Ladevorrichtung eine Kraftfahrzeugladeeinrichtung, mittels welcher während eines Ladevorgangs aus dem Netzstrom resultierender Ladestrom an den Energiespeicher übertragbar ist, um dadurch den Energiespeicher mit dem Ladestrom aufzuladen. Die Ladevorrichtung weist überdies eine Frequenzerfassungseinrichtung auf, mittels welcher eine Frequenz des Netzstroms aus dem Stromnetz erfassbar ist.
Um nun eine besonders vorteilhafte Stabilisierung des Stromnetzes zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Ladeleistung in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz steuerbar ist. Vorteilhafterweise kann durch die Ladevorrichtung der Netzstrom aus dem Stromnetz aufgenommen werden, in Ladestrom umgewandelt werden und mit der definierten Ladeleistung an das Kraftfahrzeug weitergegeben werden. Über die eingestellte Ladeleistung, welche von der ermittelten Frequenz abhängt, kann das Stromnetz besonders vorteilhaft stabilisiert werden, da die mittels der Ladevorrichtung aus dem Stromnetz abgezweigte Netzleistung mit einer Belastung des Stromnetzes korreliert.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Bedienelement vorgesehen, mittels welchem ein Aktivierungsbefehl von einem Nutzer empfangbar und zur Aktivierung oder Deaktivierung der Einstellung der Ladeleistung an die Steuereinrichtung übertragbar ist. Das bedeutet, dass mittels des Bedienelements der Aktivierungsbefehl von dem Nutzer empfangbar ist, wobei der Aktivierungsbefehl nach dessen Übertragung an die Steuereinrichtung eine Aktivierung oder Deaktivierung der Einstellung der Ladeleistung bewirkt. Vorteilhafterweise kann somit der Nutzer mittels des Aktivierungsbefehls entsprechend seinen Wünschen die Einstellung der Ladeleistung in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz aktivieren oder deaktivieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit einer Ladevorrichtung, wie sie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung beschrieben worden ist. Die Ladevorrichtung ist mittels eines Verfahrens, wie es im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits beschrieben worden ist, betreibbar.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine Perspektivansicht einer mit einem Kraftfahrzeug sowie mit einem Stromnetz während eines Ladevorgangs verbundenen Ladevorrichtung, über welche ein Energiespeicher des Kraftfahrzeugs mit Ladestrom einer definierten Ladeleistung ladbar ist; und
2 eine schematische Ansicht einer Skale zur Anzeige einer Frequenz von Netzstrom aus dem Stromnetz, mit welchem die Ladevorrichtung verbunden ist.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer Perspektivansicht eine Ladevorrichtung 1 während eines Ladevorgangs gezeigt. Während des Ladevorgangs wird ein mit der Ladevorrichtung 1 verbundenes Kraftfahrzeug 2 mit Ladestrom versorgt. Vorliegend wird ein Energiespeicher 3 des Kraftfahrzeugs 2 mittels des Ladestroms aufgeladen. Hierfür wird Netzstrom aus einem Stromnetz von der Ladevorrichtung 1 aufgenommen und eine Frequenz des Netzstroms mittels einer Frequenzerfassungseinrichtung 4 erfasst. Des Weiteren wandelt die Ladevorrichtung 1 den Netzstrom in den Ladestrom um und überträgt den aus dem Netzstrom resultierenden Ladestrom an den Energiespeicher 3 des Kraftfahrzeugs 2, um den Energiespeicher 3 mit dem Ladestrom aufzuladen. Die Ladeleistung wird mittels einer Steuereinrichtung 5 der Ladevorrichtung 1 in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz eingestellt.
In 2 ist in einer schematischen Ansicht eine Skale zur Anzeige der Frequenz des Netzstroms dargestellt. An der Skale ist ein Zeiger 6 angebracht, mittels welchem die Frequenz des Netzstroms anzeigbar ist. Ein Idealwert der Frequenz des Netzstroms liegt bei 50 Hertz. Innerhalb eines ersten Schwankungsbereichs 7 von 0,05 Hertz um den Idealwert von 50 Hertz der Frequenz des Netzstroms erfolgt keine Regelung des Stromnetzes. Innerhalb eines zweiten Schwankungsbereichs 8, welcher sich in einem Bereich von 0,4 Hertz um den Idealwert von 50 Hertz sowie außerhalb des ersten Schwankungsbereichs 7 befindet, erfolgende Abweichungen gefährden einen stabilen Betrieb des Stromnetzes nur unwesentlich und können mittels einer Anpassung der Ladeleistung an die Frequenz ausgeglichen werden. Innerhalb des zweiten Schwankungsbereichs 8 erfolgt somit die Anpassung der Ladeleistung mittels der Steuereinrichtung 5 der Ladevorrichtung 1 in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz. Befindet sich die Frequenz des Netzstroms innerhalb eines oberhalb des Idealwerts angeordneten ersten Bereichs, so liegt eine Überfrequenz 9 im Stromnetz vor. Befindet sich die Frequenz des Netzstroms in einem sich unterhalb des Idealwerts von 50 Hertz befindenden zweiten Bereich, so liegt eine Unterfrequenz 10 des Stromnetzes vor.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für einen stabilen Betrieb eines Stromversorgungssystems, vorliegend des Stromnetzes, bei welchem es sich beispielsweise um ein Verbundnetz handeln kann, eine in das Stromnetz eingespeiste Netzleistung zu jedem Zeitpunkt einer verbrauchten Netzleistung entsprechen muss. Bei Abweichungen zwischen der eingespeisten Netzleistung, das bedeutet zwischen einer Leistungserzeugung und der verbrauchten Netzleistung, das bedeutet einem Leistungsverbrauch im Stromnetz, kommt es zu einer Erhöhung beziehungsweise Verringerung der Frequenz des Stromnetzes, vorliegend eine Einstellung der Überfrequenz 9 beziehungsweise der Unterfrequenz 10. Ist eine erzeugte Leistung, insbesondere die eingespeiste Netzleistung, höher als die verbrauchte Netzleistung, so tritt die Überfrequenz 9 in dem Stromnetz auf. Ist die erzeugte Leistung kleiner als die verbrauchte Netzleistung, so tritt die Unterfrequenz 10 im Stromnetz auf. Im Normalfall bewegen sich Schwankungen der Frequenz des Stromnetzes unter 0,2 Hertz um den Idealwert von 50 Hertz. Es ist somit Aufgabe einer Leistungsregelung zeitliche Schwankungen der Frequenz in dem Stromnetz auszugleichen und so die Frequenz des Netzes auf einem konstanten Nennwert zu halten. Bei dem konstanten Nennwert handelt es sich vorliegend um den Idealwert der Frequenz des Netzstroms.
In einem Verbundnetz, wie beispielsweise dem der westeuropäischen Länder, darf die Frequenz des Stromnetzes nur um etwa 0,05 Hertz von einer 50 Hertz-Norm abweichen. Die Leistungsregelung im Verbundnetz kann beispielsweise durch verschiedene Maßnahmen von Stromerzeugern erfolgen. Hierunter zählt eine Primärregelung, welche die Aufgabe hat, einen Abfall der Frequenz in Echtzeit zu begrenzen. Als ein schneller Proportionalregler speist die Primärregelung eine Leistung in das Stromnetz, welche proportional zu einer Frequenzabweichung von einem Sollwert, insbesondere dem Idealwert ist. Eine weitere Maßnahme der Leistungsregelung ist die Sekundär- und Minutenreserve, welche auch als Sekundärregelung bezeichnet wird und die Aufgabe hat, die Frequenz auf den Sollwert, vorliegend den Idealwert, zurückzuführen. Die Sekundär- und Minutenreserve ist als Integralregler ausgeführt. Sobald die Sekundär- und Minutenreserve aktiv wird und mit ihrer Leistung einen Frequenzfehler verringert, nimmt die Primärregelung Leistung zurück und wird damit wieder für einen nächsten Einsatz frei. Zur Leistungsregelung im Verbundnetz steht darüber hinaus den Stromerzeugern eine Tertiärreserve zur Verfügung, welche aktiviert wird, wenn absehbar ist, dass die Sekundär- und Minutenreserve länger als ein definiertes Zeitintervall aktiv bleiben müsste. Durch eine Aktivierung der Tertiärreserve wird die Leistung der Sekundär- und Minutenreserve zurückgeregelt, wodurch die Sekundär- und Minutenreserve für einen nächsten Einsatz frei wird.
Da herkömmliche Elektrofahrzeuge mit eingebauten Ladeeinrichtungen, welche auch als Onboard-Charger bezeichnet werden, oder mit in das Stromnetz rückspeisefähigen Leistungseinheiten ausgestattet sind und immer eine gleiche Ladeleistung unabhängig von der Frequenz des Netzstroms aufnehmen beziehungsweise abgeben, können diese nicht zur Primärregelung im Verbundnetz dienen. Dies ist der Fall, wenn eine Leistungsaufnahme des Energiespeichers 3 des Kraftfahrzeugs 2 unabhängig von der Frequenz des Netzstroms erfolgt. Derartige Ladeeinrichtungen und Leistungseinheiten können zu einer Stabilisierung des Stromnetzes nicht beisteuern und können somit nicht als Regelleistungs- und Primärregelleistungsreserve mit Kostenvorteilen für Kunden oder Flottenbetreiber vermarktet werden. Derartige, die Ladeeinrichtung oder Leistungseinheit aufweisende Elektrofahrzeuge können mit ihren Akkukapazitäten mittelfristig somit nicht zu einer Netzstabilität des Stromnetzes beitragen.
Damit die Netzstabilität und eine Systemstabilität des Stromnetzes bei Überfrequenz 9 und Unterfrequenz 10 insbesondere im zweiten Schwankungsbereich 8 sichergestellt werden kann, reduzieren Energieerzeugungsanlagen bei der Überfrequenz 9 ihre Leistungsabgabe proportional zur Frequenzabweichung des Stromnetzes und die Ladevorrichtung 1 erhöht ihre Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz proportional zur Frequenzabweichung. Bei Unterfrequenz 10 erhöhen Erzeugungsanlagen ihre Leistungsabgabe proportional zur Frequenzabweichung während die Ladevorrichtung 1 ihre Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz proportional zur Frequenzabweichung reduziert.
Je nach Regelbereich des Stromnetzes wird in Echtzeit ein aktives Gegenwirken von an das Stromnetz angeschlossenen Komponenten zur Primärregelleistung benötigt. Dies ist durch ein aktives Flexibilisieren der Ladeleistung des Kraftfahrzeugs, bei welchem es sich vorliegend um ein Elektrofahrzeug handelt, möglich. Hierbei reagiert die Ladevorrichtung 1 proaktiv auf Schwankungen der Frequenz des Netzstroms. Ist das Kraftfahrzeug 2 über längere Zeit an der Ladevorrichtung 1 angeschlossen, beispielsweise über Nacht oder an einem Arbeitsplatz, so kann es einige Zeit des Ladevorgangs für ein netzdienliches Laden aufwenden. Bei dem netzdienlichen Laden wird je nachdem wie die Frequenz des Netzstroms schwankt, die Ladeleistung erhöht beziehungsweise abgesenkt.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass alleine über eine netzschwankungsabhängige Steuerung der Ladeleistung um einen Mittelwert herum, insbesondere um den Idealwert herum, eine Regelleistung, insbesondere die Primärregelung erbracht werden kann. So kann Schwankungen der Frequenz entgegengewirkt werden und dringend benötigte Netzregelleistung zur Verfügung gestellt werden.
Die Frequenz des Stromnetzes liegt im Idealfall bei 50 Hertz. Im Schnitt liegt die Frequenz für einen ähnlichen Zeitraum oberhalb dieses Idealwerts wie unterhalb dieses Idealwerts. Wenn das Kraftfahrzeug 2 im Schnitt mit 18 Kilowatt geladen werden soll, kann die Ladeleistung vorliegend zwischen 14 Kilowatt und 22 Kilowatt schwanken. Folglich könnte bei 20.000 ladenden Elektroautos mit dieser aktiven Flexibilisierung der Ladeleistung 80 Megawatt Regelleistung zur Verfügung gestellt werden. Die derzeit in Deutschland benötigte Regelleistung beträgt 900 Megawatt.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Netzprimärregelleistungsreserve durch netzschwankungsabhängiges Steuern der Ladeleistung der Ladevorrichtung realisiert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009046422 A1 [0002]
DE 102010049021 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug (2) während eines Ladevorgangs, bei welchem: - Netzstrom aus einem Stromnetz von der Ladevorrichtung (1) aufgenommen wird, - eine Frequenz des Netzstroms mittels einer Frequenzerfassungseinrichtung (4) erfasst wird, und - die Ladevorrichtung (1) aus dem Netzstrom resultierenden Ladestrom an einen Energiespeicher (3) des Kraftfahrzeug (2) mit einer Ladeleistung überträgt, um den Energiespeicher (3) mit dem Ladestrom aufzuladen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeleistung mittels einer Steuereinrichtung (5) der Ladevorrichtung (1) in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ladeleistung graduell an die Frequenz angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer ersten erfassten Frequenz eine erste Ladeleistung eingestellt wird, und wobei bei einer im Vergleich zur ersten erfassten Frequenz niedrigeren zweiten erfassten Frequenz eine im Vergleich zur ersten Ladeleistung niedrigere zweite Ladeleistung an das Kraftfahrzeug (2) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine durch einen Nutzer bewirkte Eingabe erfasst wird, wobei die von der erfassten Frequenz abhängende Einstellung der Ladeleistung in Abhängigkeit von der Eingabe aktiviert oder deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladeleistung von der Steuereinrichtung (5) innerhalb eines definierten Grenzbereichs eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (5) von einer externen Recheneinrichtung eine Information bezüglich des Netzstroms und/oder des Stromnetzes empfängt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Ladeleistung in Abhängigkeit von der Information eingestellt wird.
Ladevorrichtung (1) zum Laden eines Energiespeichers (3) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einer Netzanschlusseinrichtung, mittels welcher Netzstrom aus einem Stromnetz aufnehmbar ist, mit einer Kraftfahrzeugladeeinrichtung, mittels welcher während eines Ladevorgangs aus dem Netzstrom resultierender Ladestrom an den Energiespeicher (3) übertragbar ist, um dadurch den Energiespeicher (3) mit dem Ladestrom aufzuladen, und mit einer Frequenzerfassungseinrichtung (4), mittels welcher eine Frequenz des Netzstroms aus dem Stromnetz erfassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (5) vorgesehen ist, mittels welcher die Ladeleistung in Abhängigkeit von der ermittelten Frequenz steuerbar ist.
Ladevorrichtung nach Anspruch 8, wobei ein Bedienelement vorgesehen ist, mittels welchem ein Aktivierungsbefehl von einem Nutzer empfangbar und zur Aktivierung oder Deaktivierung der Einstellung der Ladeleistung an die Steuereinrichtung (5) übertragbar ist.
Kraftfahrzeug, mit einer Ladevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, welche mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betreibbar ist.